FR2993825A1

FR2993825A1 - Systeme de climatisation de vehicule de transport de personnes

Info

Publication number: FR2993825A1
Application number: FR1257255A
Authority: FR
Inventors: Jean Bacqueyrisses; Giovanni Nieddu
Original assignee: BACQUEYRISSES SOC AUTOMOBILES
Current assignee: BACQUEYRISSES SOC AUTOMOBILES
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-26
Also published as: EP2877355B1; ES2681025T3; MX2015001079A; EP2877354A1; MX2015001177A; FR2993825B1; EP2877355A1; WO2014016413A1; EP2877354B1; WO2014016412A1; MX354066B; MX357816B; ES2681971T3

Abstract

L'objet de l'invention est un système de climatisation de véhicules de transport en commun, à refroidissement moteur latéral arrière et comportant un radiateur (3) disposé dans une ouverture faite dans la carrosserie du véhicule sur un côté du véhicule en partie arrière du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un condenseur (2) de climatisation disposé le long du radiateur (3) côté ouverture dans la carrosserie.

Description

SYSTEME DE CLIMATISATION DE VEHICULE DE TRANSPORT DE PERSONNES La présente invention traite d'un système de climatisation de véhicules de transport en commun et en particulier de la climatisation des véhicules de transport de personnes à refroidissement moteur latéral arrière tels que les bus ou autocars de tourisme.

Traditionnellement, les climatisations de véhicules de transport en commun comportent un ou des condenseurs logés soit au niveau de soutes soit sur le toit de l'autocar ou du bus. Les condenseurs sont refroidis par des ventilateurs électriques dont la consommation est loin d'être négligeable. Par ailleurs, le compresseur de la climatisation est dans le compartiment moteur arrière accouplé par une courroie au moteur du véhicule. De ce fait, des cheminements longs et complexes de tubulures de transport du fluide frigorifique sont nécessaires entre le compresseur et le condenseur et entre le condenseur et le ou les évaporateurs situés dans l'habitacle du véhicule. Ces longueurs de tubulures accroissent le poids de la climatisation, causent 15 une perte de charge et des pertes thermiques et imposent de remplir le circuit avec plus de gaz. La présente invention vise à simplifier l'implantation des condenseurs de véhicules de transport en commun tels que bus et autocars comportant un compartiment moteur arrière et un refroidissement moteur latéral arrière d'un côté 20 du compartiment moteur et vise à réduire la longueur des tubulures de cette climatisation. Le refroidissement moteur des véhicules à refroidissement moteur latéral arrière comporte un radiateur dans lequel circule de l'eau de refroidissement du moteur et un ventilateur dont le régime de rotation est généralement commandé en fonction de la température moteur. Le radiateur est disposé dans une ouverture faite dans la carrosserie du véhicule sur un côté du véhicule en partie arrière du véhicule. Cette ouverture est 5 masquée par une grille ou une porte munie de lamelles inclinées cachant le radiateur et laissant passer l'air. Le ventilateur de type aspirant l'air au travers du radiateur est placé face au radiateur dans le compartiment moteur du côté opposé à l'ouverture. Dans le cas d'un moteur turbocompressé à échangeur, l'échangeur est 10 disposé devant le radiateur côté opposé au ventilateur. Selon la présente invention le condenseur de climatisation est disposé le long du radiateur côté ouverture dans la carrosserie de sorte que l'air aspiré par le ventilateur et traversant le radiateur traverse d'abord le condenseur. Dans le cas d'un moteur avec turbocompresseur à échangeur, le 15 condenseur se trouve en amont de l'échangeur et de ce fait en regardant l'ouverture latérale faite dans la carrosserie du véhicule on trouve le condenseur puis l'échangeur puis le radiateur et enfin, à l'intérieur du compartiment moteur, le ventilateur. La disposition d'un condenseur devant un radiateur est connue dans les 20 véhicules particuliers a radiateur frontal. Dans le cas des véhicules de transport en commun à refroidissement latéral, l'homme du métier a toutefois toujours considéré que la position latérale arrière du radiateur était une position défavorable et que le refroidissement moteur ne devait pas être perturbé par un dispositif annexe tel que la climatisation. 25 Dans cette optique de ne pas perturber le refroidissement moteur et pour garantir un fonctionnement correct de la climatisation la présente invention prévoit dans un mode de réalisation avantageux des moyens adaptés à modifier le pilotage du ventilateur pour accroître sa vitesse de rotation lorsqu'un refroidissement du condenseur est nécessaire, ce dans le but de faire baisser la 30 pression condenseur. Sur un moteur d'autocar, la régulation de température d'eau par le ventilateur se fait communément dans une plage de température d'eau proche de 90°C et par exemple de l'ordre de 84 à 86°C.

Avantageusement, les moyens adaptés à modifier le pilotage du ventilateur sont des moyens adaptés à réaliser un accroissement de vitesse ventilateur par rapport à la consigne de vitesse donnée par le dispositif de pilotage du ventilateur. De ce fait, la ventilation du radiateur moteur est toujours supérieure ou 5 égale à la consigne demandée par le motoriste en fonction de la température moteur ce qui évite de perturber le refroidissement du moteur du véhicule. Dans le cas des ventilateurs à commande hydraulique et vanne de réglage de débit à modulation de puissance (dit PWM), l'ouverture de la vanne est proportionnelle non pas au temps de présence d'une alimentation non nulle mais 10 au temps de présence d'une alimentation nulle de la vanne. Un tel fonctionnement s'explique par une volonté de garantir le refroidissement moteur en mode dégradé c'est à dire en cas d'absence de signal PWM, cas de panne le plus probable. De ce fait en cas de défaillance de l'alimentation PWM, la vanne se met en position ouverte correspondant à la vitesse maximale du ventilateur ce qui favorise 15 le refroidissement moteur en mode dégradé. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de la présente invention comporte un boîtier de commande qui va couper le signal PWM, moteur selon un rapport cyclique plus ou moins important en fonction de la pression à l'intérieur du condenseur pour réguler cette dernière en jouant sur la vitesse de 20 rotation du ventilateur dans le sens d'un accroissement de la vitesse ventilateur en réponse à un accroissement de la pression condenseur. Le boîtier de commande vient par exemple ajouter une composante PWM, basse fréquence par exemple environ de une à plusieurs dizaines de Hz sur le signal PWM, de régulation de la vanne de commande ventilateur (PWM moteur) 25 dont la fréquence porteuse est de l'ordre de une à plusieurs centaines de Hz par exemple. Un mode de réalisation avantageux de la présente invention est de réaliser un ET logique entre le signal PWM moteur et un signal PWM, lent représentatif de la consigne pression condenseur. 30 L'invention concerne en outre un procédé de pilotage d'un ventilateur de véhicule de transport en commun, à commande hydraulique et vanne de réglage de débit à commande PWM, pour lequel un boîtier de commande coupe le signal PWM moteur selon un rapport cyclique plus ou moins important en fonction d'une pression condenseur pour réguler cette dernière en jouant sur un accroissement de la vitesse de rotation du ventilateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en référence 5 aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue d'un condenseur disposé selon l'invention; en figure 2: un schéma représentant le positionnement du condenseur de l'invention par rapport au radiateur et au moteur du véhicule; en figure 3: un schéma électrique d'un dispositif de commande de 10 ventilateur selon un aspect particulier de l'invention. La figure 1 représente un côté arrière d'un véhicule de transport en commun 1 à refroidissement moteur latéral arrière et comportant un radiateur disposé dans une ouverture faite dans la carrosserie du véhicule sur un côté du véhicule en partie arrière du véhicule. Selon l'invention, un condenseur de 15 climatisation 2 est disposé le long du radiateur côté ouverture dans la carrosserie. Dans le cas d'un moteur comportant un turbocompresseur à échangeur, le condenseur se trouve en amont de l'échangeur de sorte qu'en regardant l'ouverture latérale faite dans la carrosserie du véhicule on trouve le condenseur puis l'échangeur puis le radiateur et enfin, à l'intérieur du compartiment moteur, le 20 ventilateur. La figure 2 représente plus précisément l'implantation des divers éléments à savoir un condenseur 2 selon l'invention en amont du radiateur 3 du moteur 5 et, à l'intérieur du compartiment moteur, le ventilateur 4 qui aspire de l'air 6 au travers du condenseur 2 et du radiateur 3. 25 Le ventilateur est du type ventilateur à commande hydraulique et vanne de réglage de débit 13 à commande PWM, pilotée de manière connue par un calculateur du véhicule non représenté. Toujours en figure 2 sont représentés, le compresseur 7 recevant une tubulure 8 de retour de gaz venant du ou des évaporateurs situés dans l'habitacle 30 du véhicule, une tubulure 9 reliant le compresseur 7 et le condenseur 2 et une tubulure 10 partant du condenseur pour aller vers le ou les évaporateurs. Un capteur de pression 11, disposé en sortie du condenseur pour mesurer la pression condenseur, est relié à un calculateur de climatisation 12. Le système représenté comporte des moyens adaptés à modifier le pilotage du ventilateur 4 de refroidissement du radiateur 3 pour accroître sa vitesse de rotation lorsqu'un refroidissement du condenseur est nécessaire. Ces moyens sont constitués ici par le calculateur 12 de climatisation qui est 5 intercalé dans le circuit de commande de l'électrovanne 13 et reçoit le signal de commande de l'électrovanne par une liaison 14, une sortie du calculateur 12 étant reliée à l'électrovanne 13 de commande du ventilateur 4. Les moyens adaptés à modifier le pilotage du ventilateur dans le calculateur 12 sont des moyens adaptés à réaliser un accroissement de vitesse ventilateur 10 par rapport à la consigne de vitesse donnée par un dispositif de pilotage du ventilateur. Le calculateur 12 ou boîtier de commande est adapté à couper le signal PWM moteur selon un rapport cyclique plus ou moins important en fonction de la pression condenseur mesurée par le capteur de pression 11 pour réguler cette 15 dernière en jouant sur la vitesse de rotation du ventilateur. Selon la figure 3, le boîtier de commande ou calculateur 12 est adapté à ajouter une composante PWM, basse fréquence PWMB sur le signal PWMm de régulation de la vanne de commande ventilateur issu du calculateur moteur. La composante basse fréquence est d'environ 15 Hz, par exemple de 10 à 20 20 Hz pour une PWM moteur dont la fréquence porteuse est de l'ordre de 200Hz. Plus généralement, la composante PWM, basse fréquence reste dans la plage de une à plusieurs dizaines de Hz, le signal PWM moteur, de régulation de la vanne de commande ventilateur ayant une fréquence porteuse de l'ordre de une à plusieurs centaines de Hz. 25 Le boîtier 12 réalise un ET logique 16 entre le signal PWMm moteur et le signal PWMB lent représentatif de la consigne pression condenseur. Le calculateur 12 constitue ainsi des moyens adaptés à modifier le pilotage du ventilateur de refroidissement du radiateur pour accroître sa vitesse de rotation lorsqu'un refroidissement du condenseur est nécessaire. 30 Le calculateur réalise alors un accroissement de vitesse ventilateur par rapport à la consigne de vitesse donnée par le dispositif de pilotage du ventilateur du véhicule.

On notera que selon le dispositif de régulation de l'invention, la régulation de la pression du condenseur ne s'oppose pas à la régulation de la température moteur du fait que les besoins en climatisation sont réduits par basse température et accrus par haute température. Les besoins en refroidissement moteur ayant la même tendance, les deux régulations ne s'opposent pas. Par exemple, dans le cas d'un condenseur que l'on cherche à limiter à 20 bar, la régulation pression condenseur est réglée pour se mettre en fonction à 12,5 bar puis la consigne augmente jusqu'à atteindre son maximal à 20 bar. Le signal PWMB suit la consigne.

Avant la mise en fonction de la régulation pression, la vitesse ventilateur est uniquement régulée par la consigne moteur. A 20 bar le ventilateur est en vitesse maximale, la consigne moteur n'a plus d'effet. Entre 12,5 bar et 20 bar, la vitesse moteur est égale à la vitesse de ventilateur correspondant à la consigne moteur augmentée de la consigne pression.

Au niveau de la régulation pression, le dispositif de commande est un calculateur de régulation climatisation qui reçoit une information pression au niveau d'une sonde de pression. Le calculateur 12 comprend un élément de commande tel qu'un interrupteur, relais, interrupteur analogique ou transistor sur la ligne de commande entre le calculateur moteur et la vanne de régulation de vitesse du ventilateur pour générer le signal de commande de régulation de pression superposé au signal de commande ventilation moteur. Le calculateur 12 de régulation climatisation comprend les moyens de calcul de la largeur d'impulsion PWMB de la régulation pression et en outre comprend des lois de commandes particulières par exemple une loi de commande forçant une grande vitesse dans le cas d'une augmentation de pression rapide telle que supérieure à 4 bars pendant 2 secondes. Le calculateur de régulation climatisation comporte une commande de mise en marche / arrêt de la climatisation C et est en outre avantageusement adapté à forcer une mise en route de la climatisation du véhicule par temps froid pour utiliser le condenseur comme moyen de réchauffer le radiateur moteur et ainsi réduire le temps de mise en chauffe du moteur. Ceci est complété par le fait que la climatisation constitue alors une charge moteur qui accélère son chauffage.

Par ailleurs, le calculateur de régulation peut, dans le cas par exemple où la pression condenseur monte alors que le ventilateur est déjà au maximum, être programmé pour couper la climatisation ou, pour un circuit à évaporateurs multiples, commander une mise hors fonction d'une partie des évaporateurs afin de réduire la puissance demandée à la climatisation et ainsi refroidir le condenseur qui ne réchauffera ainsi plus l'air aspiré au travers du radiateur moteur. Selon les figures 2 et 3 le boîtier de commande de l'électrovanne en fonction de la pression condenseur et le boîtier de commande de la climatisation 10 sont un boîtier unique mais ces boîtiers peuvent être des boîtiers séparés. Le système de l'invention permet un gain de poids notable, un condenseur équipé d'une ventilation électrique avec son châssis avoisinant les 60 kg alors que le condenseur seul muni de pattes de fixation a une masse de l'ordre de 7 à 10 kg. Ce système permet un gain sur les tuyauteries fluide réfrigérant de 8 à 10 15 mètres et un gain sur le fluide permettant de passer d'une masse de fluide de environ 9 kg à une masse de fluide d'environ 5,5 kg. L'invention ne se limite pas à l'exemple décrit et notamment, les valeurs données sont susceptibles de varier selon les plages de tolérance usuelles dans le domaine concerné de la climatisation de véhicules tout en restant dans le cadre 20 de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1 - Système de climatisation de véhicules de transport en commun, à refroidissement moteur latéral arrière et comportant un radiateur (3) disposé dans une ouverture faite dans la carrosserie du véhicule sur un côté du véhicule en partie arrière du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un condenseur (2) de 5 climatisation disposé le long du radiateur (3) côté ouverture dans la carrosserie.
2 - Système de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) adaptés à modifier le pilotage d'un ventilateur (4) de refroidissement du radiateur (3) pour accroître sa vitesse de rotation lorsqu'un refroidissement du condenseur est nécessaire. 10
3- Système de climatisation selon la revendication 2 pour lequel les moyens (12) adaptés à modifier le pilotage du ventilateur (4) sont des moyens adaptés à réaliser un accroissement de vitesse ventilateur par rapport à la consigne de vitesse donnée par un dispositif de pilotage du ventilateur.
4 - Système de climatisation selon la revendication 3, adapté à un 15 ventilateur (4) à commande hydraulique (17) et vanne (13) de réglage de débit à commande PWM, comportant un boîtier de commande (12) adapté à couper le signal PWM moteur selon un rapport cyclique plus ou moins important en fonction d'une pression condenseur mesurée par un capteur de pression (11) pour réguler cette dernière en jouant sur la vitesse de rotation du ventilateur. 20
5 - Système de climatisation selon la revendication 4, pour lequel le boîtier de commande (12) est adapté à ajouter une composante PWM, basse fréquence PWMB sur le signal PWMm de régulation de la vanne (13) de commande ventilateur (4).
6 - Système de climatisation selon l'une quelconque des revendications 25 4 à 6, pour lequel le boîtier (12) réalise un ET logique (16) entre le signal PWMm moteur et un signal PWMB lent représentatif de la consigne pression condenseur.
7 - Véhicule de transport en commun, à refroidissement moteur latéral arrière et comportant un radiateur (3) disposé dans une ouverture faite dans la carrosserie du véhicule sur un côté du véhicule en partie arrière du véhicule, 30 comportant un système de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes et pour lequel en regardant l'ouverture latérale faitedans la carrosserie du véhicule on trouve le condenseur (2) puis le radiateur (3) et enfin, à l'intérieur du compartiment moteur, le ventilateur (4).
8 - Véhicule de transport en commun selon la revendication 8 pour lequel, le moteur comportant un turbocompresseur à échangeur, le condenseur se trouve en amont de l'échangeur et pour lequel en regardant l'ouverture latérale faite dans la carrosserie du véhicule on trouve le condenseur puis l'échangeur puis le radiateur et enfin, à l'intérieur du compartiment moteur, le ventilateur.
9 - Procédé de pilotage d'un ventilateur à commande hydraulique et vanne de réglage de débit à commande PWM, de véhicule de transport en commun pour lequel un boîtier de commande (12) coupe le signal PWM moteur selon un rapport cyclique plus ou moins important en fonction d'une pression condenseur pour réguler cette dernière en jouant sur un la vitesse de rotation du ventilateur (4).
10- Procédé de pilotage d'un ventilateur à commande hydraulique et vanne de réglage de débit à commande PWM, de véhicule de transport en commun selon la revendication 9 et comprenant un calculateur (12) de régulation climatisation, pour lequel le calculateur force une mise en route de la climatisation du véhicule par temps froid pour utiliser le condenseur comme moyen de réchauffer le radiateur moteur et ainsi réduire le temps de mise en chauffe du moteur.
11 - Procédé de pilotage d'un ventilateur à commande hydraulique et vanne de réglage de débit à commande PWM, de véhicule de transport en commun selon la revendication 9 et comprenant un calculateur de régulation climatisation, pour lequel dans le cas d'une montée de la pression condenseur alors que le ventilateur est à vitesse maximum le calculateur coupe la climatisation ou, pour un circuit à évaporateurs multiples, commande une mise hors fonction d'une partie des évaporateurs afin de réduire la puissance demandée à la climatisation et ainsi refroidir le condenseur qui ne réchauffera ainsi plus l'air aspiré au travers du radiateur moteur.30